คู่มือการเลือกขนาดสายไฟตามมาตรฐาน IEC สำหรับตู้ควบคุมไฟฟ้า IEC 60204-1: สูตรการคำนวณ, การลดค่ากระแส (Derating), แรงดันตก (Voltage Drop) และพื้นที่หน้าตัดของรางเดินสายไฟ

คำตอบโดยตรง: วิธีการเลือกขนาดสายไฟสำหรับตู้ควบคุมไฟฟ้าแรงดันต่ำตามมาตรฐาน IEC?

ในการเลือกขนาดสายไฟสำหรับตู้ควบคุมไฟฟ้าแรงดันต่ำตามมาตรฐาน IEC ให้เริ่มจากกระแสออกแบบ เลือกตัวนำที่มีความสามารถในการนำกระแสเพียงพอหลังจากพิจารณาค่าลดกระแส (Derating) แล้ว ตรวจสอบแรงดันตก ตรวจสอบการป้องกันกระแสลัดวงจร ยืนยันความเข้ากันได้ของขั้วต่อและอุปกรณ์ป้องกัน และตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟสามารถติดตั้งภายในรางเดินสายไฟหรือช่องเดินสายได้อย่างปลอดภัย.

มาตรฐาน IEC 60204-1 มีความสำคัญเนื่องจากครอบคลุมอุปกรณ์ไฟฟ้าของเครื่องจักร รวมถึงตู้ควบคุม แนวทางการเดินสายไฟ การต่อลงดินเพื่อความปลอดภัย การระบุตัวนำ และการตรวจสอบ แต่ไม่ใช่เพียงแค่ “ตารางขนาดสายไฟมาตรฐานเดียว” การเลือกขนาดสายไฟที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับกระแสโหลด วิธีการติดตั้ง อุณหภูมิโดยรอบ การจัดกลุ่มสายไฟ ประเภทของฉนวน พิกัดของอุปกรณ์ป้องกัน แรงดันตก กระแสลัดวงจร และข้อกำหนดเฉพาะของโครงการ.

---

สิ่งสำคัญที่ต้องจดจำ

• อย่าเลือกขนาดสายไฟจากพิกัดของเบรกเกอร์เพียงอย่างเดียว เบรกเกอร์ขนาด 32A, 40A หรือ 63A บอกเพียงระดับการป้องกันเท่านั้น แต่ตัวนำไฟฟ้ายังคงต้องได้รับการตรวจสอบตามเงื่อนไขการติดตั้ง.
• การลดค่ากระแส (Derating) ของสายไฟเป็นสิ่งสำคัญ อุณหภูมิโดยรอบ การจัดกลุ่มสายไฟภายในรางเดินสาย วัสดุฉนวน และวิธีการติดตั้ง สามารถลดความสามารถในการนำกระแสที่ใช้งานได้จริง.
• แรงดันตก (Voltage drop) เป็นการตรวจสอบแยกต่างหาก สายไฟอาจปลอดภัยในแง่ของความร้อน แต่อาจมีขนาดเล็กเกินไปสำหรับการเดินสายระยะไกล ซึ่งส่งผลให้อุปกรณ์ได้รับแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงพอ.
• การเติมสายไฟในรางเดินสายส่งผลต่อความร้อนและการบำรุงรักษา การเติมสายไฟแน่นเกินไปจะทำให้การเดินสายทำได้ยาก เพิ่มการสะสมของความร้อน และลดความสะดวกในการซ่อมบำรุงในอนาคต.
• IEC 60204-1 เป็นมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าในเครื่องจักร สำหรับตารางพิกัดกระแสของสายไฟที่แม่นยำ ผู้ออกแบบมักจะอ้างอิงตามกฎการเดินสายแห่งชาติที่เกี่ยวข้อง กฎที่อ้างอิงตามมาตรฐาน IEC 60364 ข้อมูลจากผู้ผลิตสายไฟ และข้อกำหนดเฉพาะของโครงการ.

---

ขั้นตอนการคำนวณขนาดสายไฟตามมาตรฐาน IEC

ลำดับการคำนวณขนาดสายไฟในทางปฏิบัติมีดังนี้:

สเต็ป	สิ่งที่ต้องตรวจสอบ	ทำไมมันจึงสำคัญ
1	กระแสออกแบบ	กำหนดภาระโหลดที่สายไฟต้องรองรับ
2	พิกัดของอุปกรณ์ป้องกัน	ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซอร์กิตเบรกเกอร์หรือฟิวส์สามารถป้องกันสายไฟได้
3	วิธีการติดตั้ง	การเปลี่ยนแปลงความสามารถในการนำกระแสที่อนุญาต
4	ปัจจัยลดพิกัด	การแก้ไขค่าสำหรับอุณหภูมิ การจัดกลุ่ม ฉนวน และสภาวะของตู้ควบคุม
5	แรงดันไฟฟ้าตก	การป้องกันแรงดันไฟฟ้าตกที่มอเตอร์ แหล่งจ่ายไฟ PLC และอุปกรณ์ภาคสนาม
6	การทนต่อกระแสลัดวงจร	การรับรองว่าสายเคเบิลจะคงสภาพอยู่ได้จนกว่าอุปกรณ์ป้องกันจะตัดกระแสไฟฟ้าเมื่อเกิดความผิดปกติ
7	การเติมรางสายไฟ	การรับรองการระบายความร้อน พื้นที่การเดินสาย และความสามารถในการบำรุงรักษา
8	การตรวจสอบตู้ควบคุมตามมาตรฐาน IEC 60204-1	ครอบคลุมถึงการเดินสายเครื่องจักร การต่อลงดินเพื่อความปลอดภัย การระบุตัวนำ และการตรวจสอบความถูกต้อง

สำหรับการสนับสนุนสูตรทางไฟฟ้าทั่วไป โปรดดูคู่มือของ VIOX ที่ สูตรไฟฟ้าแรงดันต่ำสำหรับการออกแบบและบำรุงรักษาตู้ควบคุมไฟฟ้า.

---

ขั้นตอนที่ 1: คำนวณกระแสออกแบบ (Design Current)

กระแสออกแบบคือกระแสที่คาดว่าจะไหลผ่านสายไฟภายใต้สภาวะการทำงานปกติ ซึ่งไม่จำเป็นต้องเท่ากับพิกัดของเบรกเกอร์เสมอไป.

โหลดไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียว

สำหรับโหลดเฟสเดียว:

I = P / (V × PF × η)

ที่ไหน:

• ฉัน = กระแสไฟฟ้าในหน่วยแอมแปร์
• พี = กำลังไฟฟ้าขาออกหรือขาเข้าในหน่วยวัตต์ ขึ้นอยู่กับข้อมูลที่มีอยู่
• วี = แรงดันไฟฟ้าขาเข้า
• ตัวประกอบกำลัง (PF) = ตัวประกอบกำลัง (Power factor)
• η = ประสิทธิภาพ หากคำนวณจากกำลังไฟฟ้าขาออกทางกล

สำหรับเครื่องทำความร้อนแบบความต้านทาน การแก้ไขค่าตัวประกอบกำลังและประสิทธิภาพอาจทำได้ง่าย แต่สำหรับมอเตอร์ ปั๊ม พัดลม คอมเพรสเซอร์ หรือโหลดที่ขับเคลื่อนด้วย VFD ควรตรวจสอบจากแผ่นป้ายชื่อ (Nameplate) หรือเอกสารข้อมูลทางเทคนิค แทนการสมมติว่าค่าตัวประกอบกำลังเท่ากับหนึ่ง.

โหลดไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส

สำหรับโหลดสามเฟสที่สมดุล:

I = P / (√3 × V × PF × η)

โดยที่ วี คือแรงดันไฟฟ้าระหว่างเฟส (Line-to-line voltage).

สูตรนี้มีประโยชน์สำหรับการประมาณค่ากระแสไฟฟ้าของสายป้อนมอเตอร์ แต่การเลือกขนาดอุปกรณ์ขั้นสุดท้ายควรตรวจสอบเทียบกับกระแสไฟฟ้าเต็มพิกัดของมอเตอร์ วิธีการสตาร์ท การป้องกันการใช้งานเกินกำลัง และข้อมูลจากผู้ผลิตเสมอ.

---

ขั้นตอนที่ 2: การจับคู่สายไฟกับอุปกรณ์ป้องกัน

อุปกรณ์ป้องกันจะต้องสามารถป้องกันสายไฟจากการใช้งานเกินกำลัง (Overload) และไฟฟ้าลัดวงจร (Short circuit) ได้ โดยสรุปง่ายๆ คือ สายไฟควรสามารถรองรับกระแสไฟฟ้าที่ออกแบบไว้ได้ และเซอร์กิตเบรกเกอร์หรือฟิวส์จะต้องตัดวงจรก่อนที่ฉนวนของสายไฟจะได้รับความเสียหาย.

ความสัมพันธ์ในการออกแบบทั่วไปคือ:

Ib ≤ In ≤ Iz

ที่ไหน:

• Ib = กระแสไฟฟ้าที่ออกแบบไว้ของวงจร
• ใน = พิกัดกระแสหรือค่าการตั้งค่าของอุปกรณ์ป้องกัน
• Iz = ความสามารถในการนำกระแสของสายไฟหลังจากพิจารณาสภาวะการติดตั้งแล้ว

ความสัมพันธ์นี้เป็นกฎทางวิศวกรรมที่มีประโยชน์ แต่ต้องนำไปประยุกต์ใช้ร่วมกับมาตรฐานการเดินสายไฟ ตารางสายไฟ เส้นกราฟการทำงานของอุปกรณ์ป้องกัน และข้อกำหนดของโครงการที่เกี่ยวข้อง.

หากวงจรใช้เซอร์กิตเบรกเกอร์ขนาดเล็ก (MCB) ขนาดของสายไฟจะต้องสอดคล้องกับเส้นกราฟการทริปและพิกัดการตัดกระแสลัดวงจรของเบรกเกอร์ด้วย สำหรับการเลือกเบรกเกอร์ที่เกี่ยวข้อง โปรดดู พิกัดการตัดกระแสลัดวงจรของ MCB: 6kA เทียบกับ 10kA.

---

ขั้นตอนที่ 3: การใช้ตัวคูณลดขนาดกระแส (Derating Factors) ของสายไฟ

ตารางสายไฟมักจะระบุความสามารถในการนำกระแสภายใต้สภาวะอ้างอิงที่กำหนดไว้ ซึ่งตู้ควบคุมจริงมักจะไม่ตรงกับสภาวะเหล่านั้นทั้งหมด.

ความสามารถในการนำกระแสที่ปรับแก้แล้วสามารถตรวจสอบในเชิงแนวคิดได้ดังนี้:

Iz_corrected = Iz_table × Ca × Cg × Ci × Cv

ที่ไหน:

• Ca = ambient temperature correction factor
• Cg = grouping correction factor
• Ci = installation method or enclosure correction factor
• Cv = ventilation or other project-specific correction factor

Some designers calculate the required table capacity instead:

Iz_table_required = Ib / (Ca × Cg × Ci × Cv)

Both approaches are trying to answer the same question: after real installation conditions are considered, can the cable safely carry the design current?

Common Cable Derating Factors

ปัจจัยลดทอน	สิ่งที่แสดงถึง	Typical Risk if Ignored
อุณหภูมิโดยรอบ	Higher surrounding temperature reduces heat dissipation	Insulation aging, nuisance trips, hot trunking
Cable grouping	สายไฟหลายเส้นที่จ่ายโหลดพร้อมกันทำให้เกิดความร้อนสะสมต่อกัน	ขนาดตัวนำไฟฟ้าเล็กเกินไปในรางเดินสายที่หนาแน่น
วิธีการติดตั้ง	การเดินสายในอากาศเปิด, ท่อร้อยสาย, รางเคเบิล, รางเดินสายไฟ และตู้ควบคุม	การเลือกตารางพิกัดกระแสไฟฟ้าผิดประเภท
วัสดุฉนวน	พีวีซี (PVC), เอกซ์แอลพีอี (XLPE), ยาง, ซิลิโคน, สายไฟทนความร้อนสูง	การสมมติค่าพิกัดอุณหภูมิที่ผิดพลาด
การระบายอากาศ	ตู้ควบคุมแบบปิดสนิท, การระบายอากาศแบบบังคับ, พื้นที่ใกล้เครื่องจักรที่มีความร้อนสูง	การเกิดความร้อนสูงเฉพาะจุด
ฮาร์มอนิกส์	กระแสในสายนิวทรัลจากโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้น (Non-linear loads)	ขนาดสายนิวทรัลไม่เพียงพอหรือเกิดความร้อนสูงเกินไป

นี่คือเหตุผลว่าทำไมคำถามเรื่อง “ขนาดสายไฟ 63A” จึงไม่สามารถตอบด้วยตัวเลขเพียงค่าเดียวได้อย่างรับผิดชอบ สายป้อนขนาด 63A ที่ติดตั้งในอากาศเปิด ในตู้ปิดสนิท และในตู้เครื่องจักรที่มีความร้อนสูง อาจจำเป็นต้องใช้ตัวนำที่มีขนาดแตกต่างกัน.

ตัวอย่างการคำนวณ: การลดพิกัดกระแส (Derating) ของสายป้อนขนาด 40A ในตู้ควบคุม

สมมติว่ามีการติดตั้งสายป้อนขนาด 40A ไว้ภายในตู้ควบคุมร่วมกับตัวนำที่มีกระแสไหลผ่านอื่นๆ ในรางเดินสายเดียวกัน ค่ากระแสจากตารางสายไฟไม่สามารถนำมาใช้ได้โดยตรง เนื่องจากสภาพการติดตั้งจริงมีความร้อนสูงกว่าสภาวะอ้างอิง.

ตัวอย่างการคำนวณ:

กระแสออกแบบ Ib = 40A

สิ่งนี้ไม่ได้หมายความว่าขนาดสายไฟถัดไปจะถูกต้องโดยอัตโนมัติ แต่หมายความว่าสายไฟที่เลือกจะต้องมีพิกัดกระแสตามตารางอย่างน้อยประมาณ 58A ก่อนที่จะนำปัจจัยแก้ไขเหล่านี้ไปคำนวณ ขนาดตัวนำไฟฟ้าขั้นสุดท้ายยังคงขึ้นอยู่กับประเภทของฉนวน พิกัดของจุดต่อสาย แรงดันตกคร่อม ความสามารถในการทนกระแสลัดวงจร และกฎระเบียบในท้องถิ่น.

อินพุต	ค่าตัวอย่าง	ความหมายทางวิศวกรรม
กระแสออกแบบ	40เอ	กระแสโหลดจริงที่ต้องรองรับ
ปัจจัยด้านอุณหภูมิโดยรอบ	0.91	อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะลดพิกัดกระแสที่ใช้งานได้
ปัจจัยการจัดกลุ่ม	0.80	ตัวนำไฟฟ้าหลายเส้นที่จ่ายโหลดจะสร้างความร้อนให้แก่กันและกัน
ปัจจัยด้านตู้ควบคุม	0.95	สภาพของตู้หรือรางเดินสายส่งผลต่อการระบายความร้อน
ค่ากระแสไฟฟ้าที่กำหนดตามตาราง	ประมาณ 58 แอมป์	ค่ากระแสไฟฟ้าจากตารางสายไฟก่อนการลดพิกัด (Derating)

---

ขั้นตอนที่ 4: ตรวจสอบแรงดันตก (Voltage Drop)

แรงดันตกคือการลดลงของแรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดจ่ายไฟและโหลด ซึ่งมีความสำคัญในกรณีการเดินสายไฟระยะไกล วงจรสตาร์ทมอเตอร์ วงจรควบคุม 24V DC และวงจรของอุปกรณ์ภาคสนาม.

การคำนวณแรงดันตกสำหรับวงจรเฟสเดียวแบบง่าย

สำหรับวงจรเฟสเดียวแบบสองสาย:

ΔV = 2 × I × L × R

ที่ไหน:

• ΔV = แรงดันตกคร่อม
• ฉัน = กระแสโหลด
• ล = ความยาวสายเคเบิลแบบทางเดียว
• R = ความต้านทานของตัวนำต่อหน่วยความยาว

ค่าตัวคูณ 2 คำนวณรวมตัวนำขาไปและขากลับ.

แรงดันตกคร่อมในระบบสามเฟส

สำหรับวงจรสามเฟสที่สมดุล:

ΔV = √3 × I × L × (R × cosφ + X × sinφ)

ที่ไหน:

• R = ความต้านทานของตัวนำ
• X = ค่ารีแอคแตนซ์ของตัวนำ
• cosφ = ตัวประกอบกำลัง (Power factor)

สำหรับการคำนวณตู้ไฟฟ้าแรงดันต่ำหลายกรณี ผู้ออกแบบจะใช้ข้อมูลที่ผู้ผลิตจัดเตรียมไว้ให้ mV/A/m ตารางแรงดันตกคร่อม เนื่องจากมีความรวดเร็วและเกิดข้อผิดพลาดน้อยกว่า.

เปอร์เซ็นต์แรงดันตกคร่อม

แรงดันตกคร่อม % = (ΔV / แรงดันไฟฟ้าที่จ่าย) × 100

ขีดจำกัดของแรงดันตกที่ยอมรับได้ขึ้นอยู่กับโครงการ ความไวของอุปกรณ์ กฎระเบียบในท้องถิ่น และประเภทของวงจรว่าเป็นวงจรไฟฟ้ากำลัง แสงสว่าง มอเตอร์ หรือวงจรควบคุม สำหรับวงจรควบคุมและวงจรสัญญาณอินพุตของ PLC แรงดันตกอาจทำให้เกิดความผิดปกติเป็นระยะได้ แม้ว่าสายไฟจะมีความปลอดภัยทางความร้อนก็ตาม.

ตัวอย่างการคำนวณ: แรงดันตกในระบบสามเฟส

สมมติว่าวงจรจ่ายไฟสำหรับมอเตอร์สามเฟสมีข้อมูลดังนี้:

• กระแสโหลด: 32A
• ความยาวสายไฟ: 40 เมตร (วัดทางเดียว)
• ค่าความต้านทานจากข้อมูลสายไฟ: 3.08 โอห์ม/กิโลเมตร
• ไม่นำค่ารีแอคแตนซ์มาคำนวณเพื่อการตรวจสอบเบื้องต้นแบบง่าย
• แรงดันไฟฟ้าแหล่งจ่าย: 400V

แปลงค่าความต้านทานเป็นโอห์มต่อเมตร:

3.08 โอห์ม/กิโลเมตร = 0.00308 โอห์ม/เมตร

การคำนวณแรงดันตกคร่อมในระบบสามเฟสแบบง่าย:

ΔV ≈ √3 × I × L × R

เปอร์เซ็นต์แรงดันตก:

เปอร์เซ็นต์แรงดันตกคร่อม = 6.8 / 400 × 100

ผลลัพธ์แบบง่ายนี้อาจดูยอมรับได้ แต่การสตาร์ทมอเตอร์อาจทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าสูงขึ้นมากในช่วงเวลาสั้นๆ สำหรับวงจรมอเตอร์ที่มีระยะทางไกล ควรตรวจสอบทั้งแรงดันตกคร่อมขณะทำงานปกติและขณะสตาร์ทมอเตอร์.

ตัวอย่างการคำนวณ: แรงดันตกคร่อมในวงจรควบคุมกระแสตรง 24 โวลต์

วงจรควบคุมกระแสตรงแรงดันต่ำมีความไวต่อแรงดันตกคร่อมมากกว่าที่วิศวกรหลายคนคาดคิด แรงดันที่สูญเสียไปเพียงไม่กี่โวลต์ในวงจรกำลัง 400 โวลต์อาจไม่มีผลกระทบ แต่แรงดันที่สูญเสียไปเพียงไม่กี่โวลต์ในวงจร 24 โวลต์อาจทำให้รีเลย์ เซนเซอร์ หรือโซลินอยด์ทำงานได้อย่างไม่เสถียร.

สำหรับวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 24V:

• กระแสโหลด: 2A
• ความยาวสายเคเบิลทางเดียว: 30 เมตร
• ความยาววงจร (ไป-กลับ): 60 เมตร
• ความต้านทานของตัวนำ: 13.3 โอห์ม/กิโลเมตร หรือ 0.0133 โอห์ม/เมตร

ΔV = I × R × ความยาววงจร

เปอร์เซ็นต์แรงดันตก = 1.6 / 24 × 100

ในตู้ควบคุม PLC แรงดันตกขนาดนี้อาจเพียงพอที่จะทำให้เกิดความผิดพลาดของสัญญาณอินพุตแบบติดๆ ดับๆ การทำงานของโซลินอยด์ที่ไม่เสถียร หรือเสียงดังจากรีเลย์ สำหรับวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 24V ควรตรวจสอบแรงดันตกตั้งแต่เนิ่นๆ ไม่ใช่ตรวจสอบหลังจากเดินสายไฟเครื่องจักรเสร็จสิ้นแล้ว.

---

ขั้นตอนที่ 5: ตรวจสอบความสามารถในการทนต่อกระแสลัดวงจร

สายไฟฟ้าต้องสามารถทนต่อพลังงานความร้อนที่เกิดจากกระแสลัดวงจรได้จนกว่าอุปกรณ์ป้องกันจะตัดวงจร.

การตรวจสอบแบบอะเดียแบติก (Adiabatic check) ที่ใช้กันทั่วไปคือ:

S ≥ √(I²t) / k

ที่ไหน:

• S = พื้นที่หน้าตัดของตัวนำไฟฟ้า
• ฉัน = กระแสลัดวงจรที่คาดว่าจะเกิดขึ้น
• t = เวลาในการตัดวงจร
• k = ค่าคงที่ของวัสดุและฉนวน

สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในบริเวณใกล้หม้อแปลงไฟฟ้า แผงจ่ายไฟหลัก ศูนย์ควบคุมมอเตอร์ และระบบอุตสาหกรรมที่มีระดับกระแสลัดวงจรสูง สำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์ขนาดเล็ก (MCB) ต้องตรวจสอบกระแสลัดวงจรที่อาจเกิดขึ้นเทียบกับพิกัดการตัดกระแสลัดวงจร (Breaking capacity) ด้วย ทั้งนี้ VIOX มีคู่มือแยกต่างหากเกี่ยวกับ how to calculate short-circuit current for MCB selection.

---

Quick Cable Size Examples: 32A, 40A, and 63A

The table below shows how engineers usually approach common circuit ratings such as 32A, 40A, and 63A. It is not a substitute for a project calculation, but it helps explain why the same breaker rating can require different cable sizes in different panels.

กระแสไฟในวงจร	Typical Application Question	Practical Design Reminder
32เอ	What cable size should be used with a 32A isolator or 32A MCB?	Check whether the load is continuous, motor-starting, single-phase, three-phase, or installed in hot trunking
40เอ	Is the standard 40A cable size still valid after derating?	การลดพิกัดกระแส (Derating) และแรงดันตก (Voltage drop) อาจทำให้ต้องเลือกขนาดตัวนำที่ใหญ่กว่าที่ระบุไว้ในตารางกระแสไฟฟ้าทั่วไป
63ก	สายไฟขนาดใดที่เหมาะสมสำหรับเบรกเกอร์ 63A หรือวงจรย่อย 63A?	ความสามารถในการทนกระแสลัดวงจร ขนาดของจุดต่อสาย พื้นที่การบรรจุในรางเดินสาย และการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิมีความสำคัญมากขึ้น

สำหรับตัวนำทองแดงในการติดตั้งระบบแรงดันต่ำทั่วไป ผู้ออกแบบมักพบช่วงขนาดสายไฟโดยประมาณ เช่น 4-6 ตร.มม. สำหรับวงจร 32A บางประเภท, 6-10 ตร.มม. สำหรับวงจร 40A บางประเภท และ 10-16 ตร.มม. สำหรับวงจร 63A บางประเภท สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่กฎตายตัว การเลือกขั้นสุดท้ายต้องอ้างอิงตามมาตรฐานสายไฟ วิธีการติดตั้ง อุณหภูมิโดยรอบ ฉนวนของตัวนำ อุปกรณ์ป้องกัน แรงดันตก และกฎระเบียบในท้องถิ่น.

นี่คือจุดที่เกิดข้อผิดพลาดหน้างานบ่อยครั้ง: ผู้ติดตั้งเลือกสายไฟจากตารางที่จำมา แต่ตู้ควบคุมมีอุณหภูมิโดยรอบสูง มีตัวนำหลายเส้นที่รับโหลดอยู่ในท่อเดียวกัน และมีการเดินสายระยะไกลไปยังเครื่องจักร ผลลัพธ์ที่ได้คือสายไฟที่ดู “ปกติ” บนกระดาษ แต่กลับมีความร้อนสูงขณะใช้งานจริง.

---

เส้นผ่านศูนย์กลางสายไฟเทียบกับพื้นที่หน้าตัดตัวนำ

การค้นหาคำว่า “เส้นผ่านศูนย์กลางตัวนำ” และ “เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายไฟ” มักมาจากวิศวกรที่ต้องการขนาดเพื่อเลือกใช้เคเบิลแกลนด์ (Gland), รางเดินสาย, ท่อร้อยสาย หรือช่องเสียบเทอร์มินัล.

ค่าเหล่านี้เป็นค่าที่แตกต่างกัน:

ระยะ	ความหมาย	ทำไมมันจึงสำคัญ
พื้นที่หน้าตัดของตัวนำ	พื้นที่ของทองแดงหรืออะลูมิเนียม โดยปกติมีหน่วยเป็น ตร.มม.	เป็นตัวกำหนดความสามารถในการนำกระแสและความต้านทาน
เส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำ	เส้นผ่านศูนย์กลางทางกายภาพของตัวนำ	มีประโยชน์สำหรับการสร้างตัวนำ แต่ไม่เพียงพอสำหรับการเลือกขนาดเคเบิลแกลนด์
เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิล	เส้นผ่านศูนย์กลางโดยรวมรวมถึงฉนวนและเปลือกหุ้ม	จำเป็นสำหรับการเลือกใช้เคเบิลแกลนด์ การคำนวณพื้นที่รางเดินสาย รัศมีการดัดโค้ง และการเข้าตู้ควบคุม
รัศมีการดัดโค้งของสายเคเบิล	รัศมีการดัดโค้งต่ำสุดที่ผู้ผลิตกำหนด	ป้องกันความเสียหายต่อฉนวนและความเค้นของตัวนำ

สำหรับการเลือกรางเดินสายหรือเคเบิลแกลนด์ ให้ใช้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิลจากผู้ผลิต ไม่ใช่เพียงแค่ขนาดพื้นที่หน้าตัดของตัวนำเท่านั้น.

---

ขั้นตอนที่ 6: คำนวณพื้นที่การบรรจุสายในรางเดินสาย

พื้นที่การบรรจุสายในรางเดินสายคือเปอร์เซ็นต์ของพื้นที่ภายในรางที่ถูกใช้โดยสายเคเบิล การบรรจุสายแน่นเกินไปจะทำให้เกิดการสะสมของความร้อน การบำรุงรักษาทำได้ยาก การระบายอากาศไม่ดี และเพิ่มความเสี่ยงต่อความเสียหายของฉนวนระหว่างการติดตั้ง.

ปริมาณสูงสุด

หากทราบเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิล:

พื้นที่หน้าตัดสายเคเบิล = π × d² / 4

โดยที่ ง คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิล.

การบรรจุรางร้อยสาย

เปอร์เซ็นต์การเติมเต็มรางเดินสายไฟ = (พื้นที่หน้าตัดสายเคเบิลรวม / พื้นที่ภายในรางเดินสายไฟ) × 100

ผู้ประกอบตู้ควบคุมไฟฟ้าหลายรายใช้เป้าหมายการเติมเต็มที่ค่อนข้างต่ำเพื่อเผื่อพื้นที่สำหรับการเดินสาย การไหลเวียนของอากาศ และการบำรุงรักษาในอนาคต ค่าสูงสุดที่แน่นอนควรตรวจสอบเทียบกับข้อกำหนดของโครงการ กฎของผู้ประกอบตู้ควบคุมไฟฟ้า และมาตรฐานท้องถิ่นที่เกี่ยวข้อง.

ตัวอย่างการเติมเต็มรางเดินสายไฟ

รายการ	ค่าตัวอย่าง
ขนาดภายในของรางเดินสายไฟ	60 มม. × 60 มม.
พื้นที่ภายใน	3,600 ตร.มม.
เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิล	8 มม.
พื้นที่ต่อสายเคเบิลหนึ่งเส้น	ประมาณ 50 ตร.มม.
จำนวนสายเคเบิล	30
พื้นที่รวมของสายเคเบิล	ประมาณ 1,500 ตารางมิลลิเมตร
อัตราส่วนการเติมสายไฟ	ประมาณ 42%

สิ่งนี้อาจยอมรับได้ในโครงการหนึ่ง แต่อาจแน่นเกินไปในอีกโครงการหนึ่ง ขึ้นอยู่กับความร้อน การจัดกลุ่มสายเคเบิล การเข้าถึงเพื่อซ่อมบำรุง และการจัดวางแผงควบคุม.

คู่มือการใช้งานจริงสำหรับการเติมรางเดินสายไฟสำหรับผู้ประกอบตู้ควบคุมไฟฟ้า

ขนาดรางเดินสายไฟที่เหมาะสมไม่ใช่แค่ปัญหาทางคณิตศาสตร์ ผู้ประกอบตู้ยังต้องเผื่อพื้นที่สำหรับปลอกหุ้มปลายสาย (ferrules) ป้ายระบุสายไฟ การดัดโค้งสาย สายสำรองสำหรับการซ่อมบำรุง การแยกประเภทสายเคเบิล และงานเปลี่ยนสายในอนาคต.

สถานการณ์ของรางเดินสายไฟ	ความหมายโดยทั่วไป	การดำเนินการออกแบบ
การบรรจุสายไฟน้อย จัดระเบียบสายได้สะอาดตา	บำรุงรักษาง่ายและมีการไหลเวียนของอากาศที่ดีขึ้น	มักเป็นที่นิยมสำหรับตู้ควบคุมไฟฟ้า
การบรรจุสายไฟระดับปานกลางที่มีตัวนำไฟฟ้าจำนวนมาก	การแก้ไขค่าความร้อนและการจัดกลุ่มสายไฟมีความสำคัญ	ตรวจสอบค่าการลดพิกัดกระแส (Derating) และการจัดกลุ่มสายไฟอีกครั้ง
การบรรจุสายไฟหนาแน่นใกล้กับคอนแทคเตอร์หรือไดรฟ์	พื้นที่ที่มีความร้อนสูงร่วมกับการเดินสายไฟที่หนาแน่น	เพิ่มขนาดรางเดินสายไฟหรือแยกวงจร
การเดินสายไฟกำลังและสายสัญญาณรวมกัน	สัญญาณรบกวนและความเสี่ยงในการบำรุงรักษา	ใช้การแยกส่วน การป้องกันสัญญาณรบกวน หรือการเดินสายแยกเส้นทาง
สายไฟ 24V DC จำนวนมาก	แรงดันตกคร่อมและความหนาแน่นของจุดต่อสายมีความสำคัญ	ตรวจสอบความยาวของลูปและการจัดระเบียบจุดต่อสาย

ในทางปฏิบัติ อย่าคำนวณขนาดรางเดินสายไฟโดยดูแค่ว่า “ใส่สายไฟได้กี่เส้น” แต่ให้คำนวณว่า “ใส่สายไฟได้กี่เส้นโดยที่ยังคงความเย็น ระบุตำแหน่งได้ง่าย ซ่อมบำรุงได้สะดวก และเป็นไปตามมาตรฐานการออกแบบตู้ควบคุม”

---

รายการตรวจสอบตามมาตรฐาน IEC 60204-1 ที่เกี่ยวข้องกับการเลือกขนาดสายไฟ

มาตรฐาน IEC 60204-1 มักถูกค้นหาควบคู่ไปกับการเลือกขนาดสายไฟเนื่องจากเป็นมาตรฐานที่ใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าของเครื่องจักร สำหรับตู้ควบคุมไฟฟ้า มาตรฐานนี้มีความเกี่ยวข้องมากกว่าแค่เรื่องความสามารถในการนำกระแสของตัวนำ.

หัวข้อที่เกี่ยวข้องกับมาตรฐาน IEC 60204-1	สิ่งที่ผู้ออกแบบควรตรวจสอบ
การเลือกตัวนำไฟฟ้า	กระแสไฟฟ้า, แรงดันตก, ความแข็งแรงทางกล, ฉนวน และสภาพการติดตั้ง
การต่อลงดินเพื่อความปลอดภัย (Protective bonding)	ความต่อเนื่องของการต่อลงดินเพื่อความปลอดภัยและความเหมาะสมของตัวนำต่อประสาน (Bonding conductor)
การแยกวงจรกำลังและวงจรควบคุมออกจากกัน	การหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวน ความร้อน และการเดินสายที่ไม่ปลอดภัยระหว่างวงจรประเภทต่างๆ
การระบุสายไฟ	ความสอดคล้องของสีตัวนำ หมายเลข สัญลักษณ์ และเอกสารประกอบ
วงจรควบคุม	แรงดันไฟฟ้าควบคุมที่ถูกต้อง การป้องกันกระแสเกิน และการออกแบบวงจรที่ปลอดภัย
การตรวจสอบ	การทดสอบความต่อเนื่อง ความต้านทานฉนวน การทดสอบแรงดันไฟฟ้าตามความเหมาะสม และการทดสอบการทำงาน
เอกสารประกอบ	แผนผังการเดินสาย แผนผังเทอร์มินัล การระบุตัวนำ และข้อมูลอุปกรณ์

สำหรับงานตู้ควบคุมโดยละเอียด ควรใช้มาตรฐาน IEC 60204-1 ควบคู่ไปกับการประเมินความเสี่ยงของเครื่องจักร การนำมาตรฐานระดับชาติมาปรับใช้ ข้อมูลจากผู้ผลิตอุปกรณ์ และข้อกำหนดของโครงการ.

การสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับมาตรฐาน IEC 60204-1 มักกล่าวถึงข้อกำหนดด้านขนาดหน้าตัดของสายไฟ การแยกสายไฟกำลังและสายสัญญาณ สีของสายไฟ วงจรควบคุม 24V การทดสอบความเป็นฉนวน และรายการตรวจสอบตู้ควบคุม แม้หัวข้อเหล่านี้จะเกี่ยวข้องกับการเลือกขนาดสายไฟ แต่ก็ไม่ใช่ภารกิจเดียวกัน การเลือกขนาดสายไฟเป็นการกำหนดตัวนำไฟฟ้า ส่วนการตรวจสอบตามมาตรฐาน IEC 60204-1 คือการตรวจสอบว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าของเครื่องจักรได้รับการเดินสาย ระบุตัวตน ป้องกัน เชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้า จัดทำเอกสาร และทดสอบอย่างถูกต้องหรือไม่.

---

IEC 60204-1 กับ IEC 60364: อย่าสับสนบริบทการใช้งาน

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยคือการใช้แนวคิดการเดินสายไฟในอาคารมาใช้กับตู้ควบคุมเครื่องจักร มาตรฐาน IEC 60204-1 และ IEC 60364 ต่างเกี่ยวข้องกับความปลอดภัยทางไฟฟ้า แต่ไม่ได้ถูกนำไปใช้ในลักษณะเดียวกันทั้งหมด.

หัวข้อ	บริบทของ IEC 60204-1	บริบทของ IEC 60364
จุดเน้นหลัก	อุปกรณ์ไฟฟ้าของเครื่องจักร	การติดตั้งทางไฟฟ้าในอาคาร
ผู้ใช้งานทั่วไป	ผู้สร้างเครื่องจักร, ผู้ประกอบตู้ควบคุมไฟฟ้า, วิศวกรระบบอัตโนมัติ	ผู้รับเหมางานไฟฟ้า, นักออกแบบอาคาร, วิศวกรติดตั้งระบบ
สภาพแวดล้อมในการเดินสายไฟ	ตู้ควบคุมไฟฟ้า, เครื่องจักร, อุปกรณ์เคลื่อนที่, อุปกรณ์ขับเคลื่อน (Actuators), เซนเซอร์	วงจรจ่ายไฟในอาคาร, วงจรย่อยปลายทาง, การเดินสายไฟแบบถาวร
ความสำคัญของการเลือกขนาดสายไฟ	การเดินสายไฟในเครื่องจักร, วงจรควบคุม, การต่อลงดินเพื่อความปลอดภัย, การตรวจสอบระบบ	การเลือกขนาดสายไฟสำหรับการติดตั้ง มาตรการป้องกัน แรงดันตก และความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้า
คำเตือนเชิงปฏิบัติ	ห้ามใช้ตารางนี้เป็นตารางอ้างอิงความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว	ห้ามละเลยข้อกำหนดด้านการเดินสายไฟและการควบคุมเฉพาะสำหรับเครื่องจักร

สำหรับผู้อ่าน VIOX ประเด็นสำคัญคือ หากคุณกำลังออกแบบตู้ควบคุมเครื่องจักร มาตรฐาน IEC 60204-1 คือสิ่งที่สำคัญ แต่หากคุณกำลังเลือกขนาดสายไฟสำหรับการติดตั้งในอาคาร กฎระเบียบท้องถิ่นที่อ้างอิงตามมาตรฐาน IEC 60364 อาจมีความสำคัญมากกว่า หลายโครงการจำเป็นต้องพิจารณาทั้งสองมุมมอง.

---

สายกำลัง (Power Cables) เทียบกับ สายควบคุม (Control Cables) เทียบกับ สายสัญญาณ (Signal Cables)

การเลือกขนาดสายไฟภายในตู้ควบคุมอุตสาหกรรมไม่ได้พิจารณาเพียงแค่ความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าเท่านั้น วงจรที่แตกต่างกันมีรูปแบบการชำรุดที่แตกต่างกัน.

ประเภทสายเคเบิล	ข้อกังวลหลัก	ข้อผิดพลาดทั่วไป
สายไฟฟ้ากำลัง	พิกัดกระแสไฟฟ้า, การทนต่อกระแสลัดวงจร, แรงดันตก	การเลือกขนาดสายโดยพิจารณาจากกระแสโหลดเพียงอย่างเดียวและละเลยระดับกระแสลัดวงจร
สายมอเตอร์	กระแสขณะสตาร์ท, ความร้อน, ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC), แรงดันตก	การละเลยกฎการสตาร์ทมอเตอร์และกฎของสายสัญญาณขาออกของ VFD
สายควบคุม 24V DC	แรงดันตก ความหนาแน่นของจุดต่อสาย และการระบุตำแหน่ง	การใช้สายไฟเส้นเล็กและยาวซึ่งเป็นสาเหตุให้สัญญาณอินพุตของ PLC ผิดพลาด
สายสัญญาณ	การป้องกันสัญญาณรบกวน การชีลด์ และการแยกสาย	การเดินสายใกล้กับสายกำลังโดยไม่คำนึงถึงสัญญาณรบกวน
สายดินป้องกัน (Protective earth conductor)	เส้นทางกระแสลัดวงจรและความต่อเนื่องของการต่อลงดิน	การปฏิบัติกับสายดิน (PE) เหมือนกับสายสัญญาณทั่วไป

สำหรับตู้ควบคุมที่มีคอนแทคเตอร์ รีเลย์ เซนเซอร์ PLC และแหล่งจ่ายไฟ การเดินสายและการแยกประเภทสายมีความสำคัญไม่น้อยไปกว่าขนาดหน้าตัดของสายไฟ.

---

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการเลือกขนาดสายไฟตามมาตรฐาน IEC

ผิดพลาด	ทำไมสิ่งนี้ถึงก่อให้เกิดปัญหา	แนวทางปฏิบัติที่ดีกว่า
การเลือกขนาดสายไฟโดยพิจารณาจากพิกัดของเบรกเกอร์เพียงอย่างเดียว	การละเลยปัจจัยการลดพิกัด (Derating) วิธีการติดตั้ง และแรงดันตก (Voltage Drop)	เริ่มต้นจากกระแสออกแบบและตรวจสอบปัจจัยแก้ไข (Correction Factors) ทั้งหมด
การละเลยผลกระทบจากการจัดกลุ่มสายไฟในรางเดินสาย	สายไฟหลายเส้นที่มีกระแสโหลดสูงจะทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น	ใช้ตัวคูณลดค่า (grouping factor) หรือเพิ่มขนาดตัวนำ
ใช้ขนาดตัวนำแทนเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายไฟสำหรับการคำนวณพื้นที่ในรางเดินสาย	ประเมินพื้นที่ที่จำเป็นต่ำกว่าความเป็นจริง	ใช้ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายไฟจากผู้ผลิตในการคำนวณพื้นที่หน้าตัดที่ใช้ไป
ลืมคำนึงถึงแรงดันตกในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 24 โวลต์	PLC เซนเซอร์ และรีเลย์อาจทำงานไม่ต่อเนื่อง	ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่โหลดภายใต้สภาวะกระแสไฟฟ้าสูงสุด
การนำมาตรฐาน IEC 60204-1 ไปใช้เป็นตารางพิกัดกระแสของสายไฟ	เข้าใจบทบาทของมาตรฐานผิดไป	ใช้มาตรฐาน IEC 60204-1 สำหรับข้อกำหนดอุปกรณ์ไฟฟ้าของเครื่องจักร และใช้ตารางสายไฟที่เกี่ยวข้องสำหรับพิกัดกระแสไฟฟ้า
การเดินสายไฟกำลังและสายสัญญาณรวมกันโดยไม่มีการวางแผน	ปัญหาเรื่องสัญญาณรบกวน ความร้อน และการบำรุงรักษา	แยกประเภท ป้องกันสัญญาณรบกวน หรือเดินสายตามประเภทของวงจรและกฎของโครงการ
ไม่ตรวจสอบความเข้ากันได้ของจุดต่อสาย (Terminal)	สายไฟอาจมีขนาดทางไฟฟ้าที่เหมาะสมแต่ไม่สามารถติดตั้งทางกายภาพได้	ตรวจสอบช่วงขนาดหน้าตัดของจุดต่อสาย ประเภทของปลอกหุ้มปลายสาย (Ferrule) และข้อกำหนดแรงบิดในการขันให้แน่น

---

รายการตรวจสอบการเลือกเชิงปฏิบัติ

ก่อนสรุปขนาดสายไฟ ให้ยืนยันข้อมูลดังนี้:

• กระแสโหลดและรอบการทำงาน (Duty cycle)
• ระบบไฟฟ้าแบบเฟสเดียวหรือสามเฟส
• วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) หรือกระแสตรง (DC)
• ประเภทและพิกัดของอุปกรณ์ป้องกัน
• วัสดุของสายไฟ: ทองแดงหรืออลูมิเนียม
• พิกัดอุณหภูมิของฉนวน
• วิธีการติดตั้ง: เดินลอยในอากาศ, รางเดินสายไฟ, ท่อร้อยสาย, รางเคเบิลเทรย์, การเดินสายในตู้ควบคุม
• อุณหภูมิโดยรอบภายในตู้ควบคุมหรือบริเวณเครื่องจักร
• จำนวนตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านซึ่งถูกจัดกลุ่มรวมกัน
• แรงดันไฟฟ้าตกในสภาวะการทำงานและสภาวะการสตาร์ท
• ความสามารถในการทนต่อกระแสลัดวงจรจนกว่าอุปกรณ์ป้องกันจะทำงาน
• ความเข้ากันได้ของเทอร์มินัลบล็อก เบรกเกอร์ คอนแทคเตอร์ และเคเบิลแกลนด์
• พื้นที่การเติมสายในรางเดินสายและรัศมีการดัดโค้ง
• ข้อกำหนดด้านการทำเครื่องหมาย เอกสารประกอบ และการตรวจสอบตามมาตรฐาน IEC 60204-1

หากสายไฟมีการต่อเข้ากับดิสทริบิวชั่นบล็อกหรือเทอร์มินัลบล็อก ให้ตรวจสอบช่วงขนาดหน้าตัดของเทอร์มินัลและคำแนะนำเรื่องแรงบิดจากผู้ผลิตอุปกรณ์ด้วย คู่มือของ VIOX เรื่อง บล็อกกระจายกำลังไฟฟ้า อธิบายว่าเหตุใดความเข้ากันได้ของเทอร์มินัลและค่า SCCR จึงมีความสำคัญในการเดินสายตู้ควบคุม.

---

ตัวอย่างฉบับสมบูรณ์: การเลือกสายไฟสำหรับวงจรป้อนตู้ไฟฟ้าขนาด 63A

ตัวอย่างนี้แสดงขั้นตอนการทำงาน ไม่ใช่การกำหนดขนาดสายไฟแบบครอบจักรวาล.

สมมติให้:

• กระแสออกแบบของวงจร: 63A
• วงจรป้อนตู้ไฟฟ้าแรงดันต่ำแบบสามเฟส
• สายไฟติดตั้งในรางเดินสายร่วมกับตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าอื่น
• อุณหภูมิโดยรอบภายในตู้สูงกว่าอุณหภูมิห้องปกติ
• ความยาวสายไฟ: 25 เมตร
• อุปกรณ์ป้องกัน: เบรกเกอร์ขนาด 63A

เริ่มต้นด้วยกระแสออกแบบ (Design current)

Ib = 63A

สายไฟต้องสามารถรองรับกระแสนี้ได้ภายใต้การทำงานปกติ.

ใช้ตัวคูณปรับค่า (Correction factors)

ตัวอย่างตัวคูณปรับค่า:

Ca = 0.91

พิกัดกระแสที่ต้องการจากตาราง = 63 / (0.91 × 0.80 × 0.95)

หมายความว่าสายไฟที่เลือกต้องมาจากตารางที่มีพิกัดการทนกระแสอ้างอิงอยู่ที่ประมาณ 91A หรือสูงกว่าก่อนการปรับลดค่า สายไฟที่ดูเหมือนเพียงพอที่ 63A ในสภาวะอุดมคติอาจมีขนาดเล็กเกินไปหลังจากทำการปรับลดค่าแล้ว.

3. ตรวจสอบแรงดันตก (Voltage drop)

ใช้ข้อมูลแรงดันตกหรือค่าความต้านทาน/ค่ารีแอคแตนซ์จากผู้ผลิตสายไฟ หากระยะการเดินสายสั้น แรงดันตกมักจะผ่านเกณฑ์ได้ง่าย แต่หากระยะการเดินสายยาว แรงดันตกอาจส่งผลให้ต้องเลือกขนาดตัวนำที่ใหญ่ขึ้น แม้ว่าความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้า (Thermal capacity) จะเพียงพอแล้วก็ตาม.

4. ตรวจสอบความสามารถในการทนต่อกระแสลัดวงจร (Short-circuit withstand)

ตัวนำต้องสามารถทนต่อพลังงานจากกระแสลัดวงจรที่อาจเกิดขึ้นได้จนกว่าเซอร์กิตเบรกเกอร์จะตัดวงจร ในบริเวณใกล้หม้อแปลงหรือตู้เมนสวิตช์บอร์ด การตรวจสอบนี้มีความสำคัญมากกว่าที่คู่มือการเลือกขนาดสายไฟทั่วไปแนะนำ.

5. ตรวจสอบการเข้าหัวสายและการเดินรางสายไฟ

สุดท้าย ให้ตรวจสอบว่าตัวนำที่เลือกสามารถติดตั้งเข้ากับขั้วต่อของเบรกเกอร์ บล็อกกระจายไฟ เคเบิลแกลนด์ ปลอกหุ้มสายไฟ (Ferrule) หรือหางปลา รวมถึงรางสายไฟได้พอดี สายไฟที่ถูกต้องตามหลักไฟฟ้าแต่อาจติดตั้งทางกลได้ยาก อาจก่อให้เกิดความร้อนและปัญหาในการใช้งานได้.

ตรวจสอบ	คำถามผ่านเกณฑ์
ความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าหลังจากลดพิกัด (Ampacity after derating)	ได้รับการแก้ไขแล้ว Iz มากกว่าความต้องการของวงจรหรือไม่?
แรงดันไฟฟ้าตก	แรงดันไฟฟ้าของโหลดอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ทั้งในสภาวะการทำงานปกติและขณะสตาร์ทหรือไม่?
การทนต่อกระแสลัดวงจร	ตัวนำสามารถทนต่อกระแสไฟฟ้าได้จนกว่าอุปกรณ์ป้องกันจะตัดวงจรหรือไม่?
อุปกรณ์ป้องกัน	เบรกเกอร์/ฟิวส์ สามารถป้องกันตัวนำและรองรับระดับกระแสลัดวงจรได้หรือไม่?
การสิ้นสุด	สายไฟสามารถติดตั้งเข้ากับเทอร์มินัล, หางปลา, ปลอกหุ้มสายไฟ หรือเคเบิลแกลนด์ได้อย่างถูกต้องหรือไม่?
รางเดินสายไฟ	มีพื้นที่เพียงพอสำหรับการระบายความร้อน การเดินสายไฟ และการบำรุงรักษาในอนาคตหรือไม่?

---

เมื่อมาตรฐาน IEC 60204-1 เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ

มาตรฐาน IEC 60204-1 มีความสำคัญสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าของเครื่องจักร แต่ไม่ควรยึดถือเป็นเอกสารเพียงฉบับเดียวที่จำเป็นสำหรับการคำนวณสายไฟทุกกรณี.

คุณอาจจำเป็นต้องใช้ข้อมูลเพิ่มเติมดังนี้:

• กฎการเดินสายไฟระดับชาติที่อ้างอิงตามมาตรฐาน IEC 60364 หรือข้อกำหนดทางไฟฟ้าในท้องถิ่น
• ข้อมูลความสามารถในการนำกระแส (Ampacity) และแรงดันตก (Voltage drop) จากผู้ผลิตสายไฟ
• การประเมินความเสี่ยงด้านความปลอดภัยของเครื่องจักร
• กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและเวลา (Time-current curves) ของอุปกรณ์ป้องกัน
• การศึกษาค่ากระแสลัดวงจร
• คำแนะนำด้าน EMC สำหรับการเดินสาย VFD, เซอร์โว และสายสัญญาณ
• ข้อกำหนดในการประกอบตู้ควบคุมไฟฟ้าตามมาตรฐาน IEC 61439 หรือมาตรฐานตู้ควบคุมไฟฟ้าในท้องถิ่น

กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ IEC 60204-1 เป็นกรอบมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าของเครื่องจักร แต่การกำหนดขนาดสายไฟยังคงต้องอาศัยการคำนวณทางวิศวกรรม.

---

คำถามที่พบบ่อย

การกำหนดขนาดสายไฟตามมาตรฐาน IEC คืออะไร?

การกำหนดขนาดสายไฟตามมาตรฐาน IEC หมายถึงการเลือกตัวนำโดยใช้หลักการทางวิศวกรรมตามแบบฉบับของ IEC ได้แก่ กระแสออกแบบ, ความสามารถในการนำกระแส, การลดค่าพิกัด (derating), แรงดันตก, การประสานสัมพันธ์ของอุปกรณ์ป้องกัน, การทนต่อกระแสลัดวงจร และสภาพการติดตั้ง.

มาตรฐาน IEC 60204-1 มีตารางกำหนดขนาดสายไฟหรือไม่?

มาตรฐาน IEC 60204-1 เป็นมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าของเครื่องจักรเป็นหลัก ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับการเดินสายและการเลือกตัวนำ แต่โดยปกติแล้วผู้ออกแบบจะใช้ตารางสายไฟที่เกี่ยวข้อง กฎการเดินสายไฟระดับชาติ ข้อมูลจากผู้ผลิต และข้อกำหนดของโครงการ เพื่อให้ได้ค่าความสามารถในการนำกระแสที่แม่นยำ.

ต้องใช้สายไฟขนาดเท่าใดสำหรับ MCB ขนาด 32A?

ไม่มีคำตอบที่เป็นมาตรฐานสากล วงจรขนาด 32A อาจใช้ขนาดตัวนำที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับวิธีการติดตั้ง อุณหภูมิโดยรอบ ฉนวนของสายไฟ การเดินสายรวมกลุ่ม แรงดันตก และมาตรฐานท้องถิ่น ให้ถือว่าขนาดทั่วไป เช่น 4-6 ตร.มม. เป็นเพียงจุดเริ่มต้นในการอ้างอิงเท่านั้น ไม่ใช่การออกแบบขั้นสุดท้าย.

ต้องใช้สายไฟขนาดเท่าใดสำหรับเบรกเกอร์ขนาด 63A?

วงจรขนาด 63A มักต้องใช้ตัวนำขนาดใหญ่ขึ้น เช่น 10-16 ตร.มม. ในหลายกรณี แต่การกำหนดขนาดขั้นสุดท้ายจะต้องผ่านการคำนวณ การเดินสายระยะไกล ตู้ไฟที่มีความร้อนสูง การเดินสายรวมกลุ่ม การใช้สายอลูมิเนียม หรือระดับกระแสลัดวงจรที่สูง อาจทำให้คำตอบเปลี่ยนแปลงไป.

ปัจจัยลดพิกัดกระแสของสายไฟ (Cable derating factor) คืออะไร?

ปัจจัยลดพิกัดกระแสของสายไฟคือค่าที่ใช้ลดความสามารถในการนำกระแสที่ใช้งานได้จริงของสายไฟ เมื่อสภาพการติดตั้งจริงแย่กว่าสภาวะอ้างอิงในตารางสายไฟ ปัจจัยทั่วไปได้แก่ อุณหภูมิ การเดินสายรวมกลุ่ม วิธีการติดตั้ง การระบายอากาศ และประเภทของฉนวน.

ฉันจะคำนวณขนาดรางเดินสายไฟ (Trunking) ได้อย่างไร?

คำนวณพื้นที่หน้าตัดรวมภายนอกของสายไฟทั้งหมดโดยใช้เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก แล้วหารด้วยพื้นที่ภายในของรางเดินสายไฟ ควรเผื่อพื้นที่ว่างให้เพียงพอสำหรับการระบายความร้อน การบำรุงรักษาในอนาคต และเพื่อให้เป็นไปตามหลักปฏิบัติในการเดินสายไฟที่ปลอดภัย.

ทำไมวงจรควบคุม 24V จึงจำเป็นต้องมีการตรวจสอบแรงดันตก (Voltage Drop)?

ที่แรงดัน 24V แรงดันที่ตกเพียงเล็กน้อยก็อาจส่งผลให้สัญญาณอินพุตของ PLC, รีเลย์, เซนเซอร์ และโซลินอยด์วาล์วทำงานผิดปกติได้ การเดินสายระยะไกลและการใช้ตัวนำที่มีขนาดเล็กเกินไปเป็นสาเหตุทั่วไปที่ทำให้เกิดปัญหาการควบคุมที่ไม่ต่อเนื่อง.

เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิลเหมือนกับขนาดของตัวนำหรือไม่?

ไม่ใช่ ขนาดของตัวนำคือพื้นที่หน้าตัดของโลหะ เช่น 2.5 มม.² หรือ 6 มม.² ส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิลจะรวมถึงฉนวนและเปลือกหุ้ม ซึ่งเป็นค่าที่ใช้สำหรับเลือกขนาดเคเบิลแกลนด์ (Gland), การคำนวณพื้นที่ในรางเดินสาย และระยะการดัดโค้ง.

---

สรุป

การเลือกขนาดสายเคเบิลตามมาตรฐาน IEC ไม่ใช่เพียงแค่การเปิดตารางดูค่าเพียงอย่างเดียว สายเคเบิลสำหรับตู้ควบคุมแรงดันต่ำที่ปลอดภัยจะต้องผ่านการตรวจสอบทั้งในด้านความสามารถในการนำกระแส, ค่าลดทอน (Derating), แรงดันตก, การทนต่อกระแสลัดวงจร, ความเข้ากันได้ของขั้วต่อ และพื้นที่การบรรจุในรางเดินสาย.

สำหรับตู้ควบคุมเครื่องจักรตามมาตรฐาน IEC 60204-1 วิธีที่ดีที่สุดคือการใช้ขั้นตอนการทำงานที่เป็นระบบ ได้แก่ การคำนวณกระแสออกแบบ, การใช้ค่าลดทอน, การตรวจสอบแรงดันตก, การตรวจสอบการประสานงานของอุปกรณ์ป้องกัน จากนั้นจึงยืนยันรูปแบบการเดินสายและเอกสารประกอบ นี่คือวิธีที่ผู้ผลิตตู้ควบคุมใช้เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาสายเคเบิลร้อน, การทริปโดยไม่มีสาเหตุ, ความผิดพลาดของ PLC และการไม่ผ่านการตรวจสอบ.